Фланцы стальные плоские Ду 25

Фланцы стальные плоские Ду 25: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Фланец стальной плоский Ду 25 представляет собой соединительную деталь трубопроводной арматуры, резервуаров, аппаратов и сосудов, работающих под давлением. Его основное назначение – обеспечение герметичного и прочного разъемного соединения труб, а также присоединение к ним оборудования. Условный проход (Ду) 25 мм соответствует наружному диаметру трубы приблизительно 32 мм (для стальных водогазопроводных труб). Данный типоразмер широко востребован в технологических линиях малого и среднего диаметра, системах тепло- и водоснабжения, промышленных установках.

Конструктивные особенности и геометрические параметры

Плоский фланец отличается от приварного встык (воротникового) отсутствием конической шейки для приварки встык. Он представляет собой плоское кольцо (реже квадрат) с равномерно расположенными отверстиями для болтов или шпилек. Монтаж осуществляется путем насадки фланца на трубу с последующей приваркой двумя сварными швами: по периметру трубы (в торец) и по внутреннему диаметру фланца (со стороны внутреннего отверстия). Это определяет его ключевые особенности: относительно простоту изготовления и более низкую, по сравнению с воротниковыми фланцами, стойкость к изгибающим моментам и вибрациям.

Основные геометрические параметры фланца Ду 25 регламентируются стандартами и включают:

• Условный проход (Ду, DN): 25 мм.
• Условное давление (Ру, PN): Рабочий диапазон давлений, на который рассчитан фланец. Для плоских фланцев по ГОСТ 12820-80 это, как правило, 0.1 МПа (1 кгс/см²), 0.25 МПа (2.5), 0.6 МПа (6), 1.0 МПа (10), 1.6 МПа (16), 2.0 МПа (20) и 2.5 МПа (25).
• Наружный диаметр фланца (D): Габаритный размер изделия.
• Диаметр окружности расположения отверстий (D1): Диаметр, на котором центрированы крепежные отверстия.
• Диаметр уплотнительной поверхности (D2): Поверхность, на которой размещается прокладка для обеспечения герметичности.
• Количество и диаметр отверстий под крепеж (n x d): Для Ду 25 стандартно 4 или 8 отверстий (в зависимости от давления) под болты или шпильки определенного диаметра.
• Толщина фланца (b): Важнейший параметр, напрямую связанный с рабочим давлением.
• Материал изготовления: Стали марок Ст3сп, 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т и другие, в зависимости от требований к прочности и коррозионной стойкости.

Нормативная документация и стандарты

В Российской Федерации и странах СНГ основными стандартами, регулирующими производство плоских фланцев, являются:

• ГОСТ 12820-80 «Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа». Исчерпывающий стандарт, определяющий конструкцию, размеры, технические требования и типы исполнений уплотнительных поверхностей для фланцев, присоединяемых к трубам и арматуре.
• ГОСТ 12815-80 «Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа». Устанавливает типы исполнений уплотнительных поверхностей (от 1 до 9), которые унифицированы для всех типов фланцев (плоских, воротниковых, свободных).
• ОСТ 26.2043-90 (серия 5.903-13). Стандарт для фланцев, применяемых в нефтегазовом и химическом машиностроении, часто используемый в проектной документации.
• Международные аналоги: DIN EN 1092-1 (европейский стандарт, типы 01 и 02), ASME/ANSI B16.5 (американский стандарт, класс давления). Соответствие между стандартами является условным и требует тщательного подбора по таблицам взаимозаменяемости.

Исполнения уплотнительных поверхностей

Согласно ГОСТ 12815-80, для фланцев Ду 25 предусмотрены следующие основные исполнения уплотнительных поверхностей:

• Исполнение 1: Гладкая уплотнительная поверхность. Применяется с мягкими прокладками (паронит, резина, фторопласт) при низких и средних давлениях.
• Исполнение 2: Поверхность с выступом (выступ-впадина). Обеспечивает точную центровку и фиксацию прокладки, предотвращая ее вытеснение. Широко распространено.
• Исполнение 3: Поверхность с шипом (шип-паз). Аналогично исполнению 2, но обеспечивает еще лучшую фиксацию прокладки, часто используется для более ответственных соединений и с металлическими прокладками.
• Исполнение 4: Под линзовую прокладку. Для соединений высокого давления в энергетике.
• Исполнение 5: Под прокладку овального сечения. Применяется в условиях высоких давлений и температур в нефтехимической отрасли.
• Исполнение 9: Под фторопластовую прокладку. Для агрессивных сред.

Таблица основных размеров фланцев плоских Ду 25 по ГОСТ 12820-80 (выдержка)

В таблице приведены ключевые размеры для наиболее распространенных условных давлений.

Условное давление, Ру (МПа)	Наружный диаметр фланца, D (мм)	Диаметр болтовой окружности, D1 (мм)	Диаметр уплотнения, D2 (мм)	Кол-во и диаметр отверстий, n x d (мм)	Толщина фланца, b (мм)
0.6	115	85	65	4 x 14	12
1.0	115	85	65	4 x 14	14
1.6	115	85	65	4 x 14	16
2.5	135	100	78	8 x 18	18

Области применения и ограничения

Фланцы стальные плоские Ду 25 находят применение в следующих отраслях и системах:

• ЖКХ: Системы отопления, водоснабжения и канализации (для неагрессивных сред).
• Промышленная энергетика: Вспомогательные трубопроводы пара и горячей воды с рабочими параметрами, не превышающими расчетные для выбранного Ру.
• Химическая и пищевая промышленность: Технологические линии для неагрессивных или слабоагрессивных сред (при использовании фланцев из соответствующих марок стали, например, 12Х18Н10Т).
• Общее машиностроение: Пневматические и гидравлические системы низкого давления.

Ограничения в применении: Плоские фланцы не рекомендуется применять в системах с высокой циклической нагрузкой, сильной вибрацией, в условиях резких перепадов температур, а также для трубопроводов, транспортирующих легковоспламеняющиеся, токсичные и взрывоопасные среды высокой категории. В таких случаях предпочтение отдается фланцам приварным встык (ГОСТ 12821-80), которые обеспечивают более высокую надежность соединения за счет плавного перехода от фланца к трубе.

Технология монтажа и контроль качества

Правильный монтаж – залог герметичности и долговечности фланцевого соединения.

1. Подготовка: Проверка геометрии фланцев, состояния уплотнительных поверхностей (отсутствие забоин, рисок), чистоты резьбы в отверстиях. Подбор прокладки соответствующего исполнения и материала.
2. Насадка на трубу: Фланец надевается на трубу с соблюдением ориентации уплотнительной поверхности.
3. Приварка: Выполняется два угловых сварных шва: первый – со стороны внутреннего отверстия фланца к трубе, второй – по периметру соединения фланца с торцом трубы. Сварка должна производиться с минимальным вводом тепла для предотвращения коробления фланца. Обязателен визуальный и измерительный контроль швов.
4. Сборка соединения: Установка прокладки, совмещение фланцев, установка крепежа (болтов, шпилек, гаек). Крепеж должен быть смазан (например, графитовой смазкой).
5. Затяжка: Затяжка болтов/гаек должна производиться крест-накрест (по диагонали) в несколько проходов с постепенным увеличением момента затяжки до значения, указанного в проектной или ремонтной документации. Использование динамометрического ключа обязательно для ответственных соединений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем плоский фланец принципиально отличается от воротникового?

Плоский фланец приваривается к трубе двумя угловыми швами и не имеет конического переходного элемента (шейки). Воротниковый фланец приваривается одним стыковым швом, а его коническая шейка обеспечивает лучшую компенсацию механических напряжений, что делает соединение более прочным и стойким к изгибу и вибрации.

Как правильно подобрать фланец Ду 25 по давлению и температуре?

Выбор осуществляется на основе рабочих параметров среды (давление, температура) и нормативной документации на объект (проект). Для каждой марки стали существуют таблицы допустимых рабочих давлений в зависимости от температуры. Например, фланец из стали 20 на Ру 1.6 МПа при температуре до 200°C может работать на полное давление, а при 400°C его допустимое давление снижается. Необходимо руководствоваться ГОСТ 12816-80 «Фланцы. Допускаемые давления и температуры».

Можно ли заменить плоский фланец на воротниковый того же Ду и Ру?

Да, как правило, такая замена допустима, так как геометрия уплотнительных поверхностей и крепежных отверстий у них унифицирована (по одному исполнению ГОСТ 12815-80). Однако это приведет к изменению строительной длины узла (воротниковый фланец имеет большую высоту) и потребует пересчета сварных соединений. Замена должна быть согласована с проектной организацией.

Какие прокладки используются для фланцев Ду 25?

Тип прокладки зависит от исполнения уплотнительной поверхности и параметров среды:

• Для исполнения 1: Мягкие прокладки из паронита, резины, фторопласта, картона.
• Для исполнений 2 и 3: Часто используются спирально-навитые прокладки (СНП), металлические прокладки (овального или восьмиугольного сечения для высоких давлений), а также комбинированные и мягкие прокладки соответствующей геометрии.
• Для исполнений 4 и 5: Специальные линзовые или прокладки овального сечения из металла.

Как маркируется фланец стальной плоский Ду 25?

Пример маркировки по ГОСТ: Фланец 1-25-1,6 ст. 20 ГОСТ 12820-80. Расшифровка: Исполнение 1 (гладкая поверхность), Ду 25 мм, Ру 1.6 МПа, из стали марки 20. В паспорте или на бирке также могут указываться номер плавки, клеймо ОТК и товарный знак предприятия-изготовителя.

Каковы основные причины разгерметизации фланцевого соединения Ду 25?

• Неравномерная или недостаточная затяжка крепежа.
• Некорректный подбор или разрушение прокладки (старение, несовместимость со средой).
• Коробление фланца из-за неправильной сварки (тепловые деформации).
• Механические повреждения уплотнительной поверхности.
• Превышение рабочих параметров (давления, температуры) сверх расчетных.
• Ослабление затяжки вследствие вибрации или термоциклирования.

Заключение

Фланец стальной плоский Ду 25 является стандартизированным, экономичным и широко применяемым решением для создания разъемных соединений в трубопроводных системах низкого и среднего давления. Его корректный выбор, основанный на строгом соответствии требованиям стандартов (ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12815-80) и условиям эксплуатации, а также соблюдение технологии монтажа и затяжки, являются обязательными условиями для обеспечения надежности, герметичности и долговечности всего трубопровода. При проектировании новых или модернизации существующих систем необходимо учитывать как преимущества (простота, стоимость), так и ограничения (стойкость к нагрузкам) данного типа фланцев.